Die branchenweit kleinsten Gate-Treiber für die Automobilindustrie mit integriertem Isolator
Erhebliche Reduzierung von Größe und Stromverbrauch der Wechselrichterschaltungen von Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen

01.06.2012

ROHM hat kürzlich die Entwicklung von Gate-Treibern mit integriertem Isolator bekannt gegeben, die sich ideal für IGBTs und Leistungs-MOSFETs eignen, welche in Wechselrichtern bei Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen zum Einsatz kommen.
Bei der BM6103FV-C-Serie werden die unternehmenseigenen BiCMOS- und On-Chip-Transformator-Technologien zur Minimierung der Größe eingesetzt. Das Ergebnis sind die kleinsten Gate-Treiber der Branche mit integriertem Isolator. Zudem ist der Stromverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Optokopplersystemen wesentlich geringer und alle für Elektro- und Hybridelektrofahrzeuge erforderlichen Schutzschaltungen sind ebenfalls enthalten. Dadurch sind kleinere Ausführungen von Wechselrichtersystemen möglich. Die BM6103FV-C-Serie unterstützt ebenfalls Siliziumkarbid-(SiC)-MOSFET-Schaltungen für einen höheren Wirkungsgrad in Leistungshalbleitern der nächsten Generation.
Durch die Entwicklung und Verbreitung von Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen ist die Nachfrage nach kleineren Wechselrichterschaltungen mit verbesserten Eigenschaften und optimierter Leistung gestiegen. Dies hat insbesondere eine Verringerung der Größe des Gate-Treibers (6) zur Folge, der in den Wechselrichter eingebaut ist. Allerdings werden zahlreiche Schutzfunktionen benötigt, um die erforderliche Sicherheit bei rauen Fahrbedingungen in Fahrzeugen zu gewährleisten. Auch externe Isolatoren (d. h. Optokoppler) müssen zum Schutz vor Stromschlägen eingebaut werden. Zudem wird ein Schutz vor Geräuschen benötigt, der durch die extrem schnelle Schaltfähigkeit von SiC-Halbleitern verursacht wird. Diese gelten als Nachfolger für Silizium-Halbleiter und stellen das Halbleiterelement der nächsten Generation dar.
Auf Grundlage dieser Herausforderungen hat ROHM erfolgreich kompakte Gate-Treiber mit einem Isolator entwickelt, der durch On-Chip-Transformator- und Mikrofabrikationsverfahren integriert wurde. Somit sind keine externen Komponenten erforderlich und insbesondere wird dadurch die Montagefläche im Vergleich zu herkömmlichen Produkten um ca. 50 % reduziert. Zudem sind alle Schutzschaltungen integriert, die für Wechselrichter in Fahrzeugen erforderlich sind. Somit sind kleinere Wechselrichter und kleinere Ausführungen möglich. Und zum Schutz vor Schaltgeräuschen der SIC-Halbleiter hat ROHM die Schaltausführung anhand von Prüfverfahren mit unternehmenseigenen SiC-Halbleitern und -Modulen optimiert. Das Ergebnis sind die branchenweit einzigartigen SiC-kompatiblen Gate-Treiber mit integriertem Isolator.

*ROHM-Studie vom 1. Juni

<Hauptmerkmale>

1)  Unternehmenseigene kernlose Transformatortechnologie für 2.500-Vrms-Isolatoren

2) Kompaktes Gehäuse
Die Montagefläche des SSOP-B20W-Gehäuses (6,5 mm x 8,1 mm, t=2,01mm max.) ist im Vergleich zu herkömmlichen Gehäusetypen um 50 % geringer.

3)Zahlreiche Schutzfunktionen für höhere Sicherheit
Alle nötigen Schutzschaltungen für Fahrzeuganwendungen sind integriert. Dazu gehören u. a. eine Spiegelklemmfunktion, eine Störungsausgangsfunktion, eine Unterspannungs-Sperrfunktion, ein thermischer Schutz, ein Kurzschlussschutz und eine „Soft Turn-OFF"-Funktion.

4) Geeignet für extrem schnelle Schaltfähigkeiten von SiC-Halbleitern
Die stabile Antriebsleistung wurde anhand der unternehmenseigenen SiC-Halbleiter von ROHM überprüft (bis zu 800V/400A).



Technische Daten

Verfügbarkeit:Juni 2012 (Muster), September 2012 (OEM-Bestellmengen)
Preise: 1000 Yen/PC

Terminologie
- IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Ein Bipolartransistor, bei dem ein MOSFET am Gate eingebaut ist.
- MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) Gängigster FET-Typ Primärer Einsatz als Schaltelemente.

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